JP4866872B2 - Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method - Google Patents
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Description
本願発明は、エレクトロスピニング法(静電爆発)を用いてナノファイバを製造するナノファイバ製造装置及び、ナノファイバ製造方法に関し、特に、製造されたナノファイバを厚く堆積させて回収することのできるナノファイバ製造装置、及び、ナノファイバ製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanofiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method for manufacturing nanofibers using an electrospinning method (electrostatic explosion), and more particularly, a nanofiber that can be deposited and collected thickly. The present invention relates to a fiber manufacturing apparatus and a nanofiber manufacturing method.
高分子物質などから成り、サブミクロンスケールの直径を有する糸状(繊維状)物質(ナノファイバ)を製造する方法として、エレクトロスピニング(電荷誘導紡糸)法が知られている。 An electrospinning (charge-induced spinning) method is known as a method for producing a filamentous (fibrous) material (nanofiber) made of a polymer material or the like and having a submicron-scale diameter.
このエレクトロスピニング法とは、溶媒中に高分子物質などを分散または溶解させた原料液を空間中にノズルなどにより噴射(吐出)させるとともに、原料液に電荷を付与して帯電させ、空間を飛行中の原料液を静電爆発させることにより、ナノファイバを得る方法である。 In this electrospinning method, a raw material liquid in which a polymer substance or the like is dispersed or dissolved in a solvent is ejected (discharged) into the space by a nozzle or the like, and the raw material liquid is charged and charged to fly through the space. This is a method for obtaining nanofibers by electrostatically exploding the raw material liquid therein.
より具体的には、帯電され噴射された原料液は、空間を飛行中の原料液の粒から溶媒が蒸発するに伴い原料液の体積は減少していく。一方、原料液に付与された電荷は原料液に留まる。この結果として、空間を飛行中の原料液の粒は、電荷密度が上昇することとなる。そして、原料液中の溶媒は、継続して蒸発し続けるため、原料液の粒の電荷密度がさらに高まり、原料液の粒の中に発生する反発方向のクーロン力が原料液の表面張力より勝った時点で高分子溶液が爆発的に線状に延伸される現象(静電爆発)が生じる。この静電爆発が、空間において次々とねずみ算式に発生することで、直径がサブミクロンの高分子から成るナノファイバが製造される。 More specifically, the volume of the raw material liquid is reduced as the solvent evaporates from the particles of the raw material liquid in flight through the space. On the other hand, the charge imparted to the raw material liquid remains in the raw material liquid. As a result, the charge density of the particles of the raw material liquid flying in the space increases. Since the solvent in the raw material liquid continues to evaporate, the charge density of the raw material liquid grains further increases, and the coulomb force in the repulsive direction generated in the raw material liquid grains exceeds the surface tension of the raw material liquid. When this occurs, a phenomenon (electrostatic explosion) occurs in which the polymer solution is stretched linearly explosively. The electrostatic explosions occur one after another in the space, and nanofibers made of a polymer having a submicron diameter are manufactured.
例えば、以上のようにして製造されるナノファイバを不織布状態で回収するためには、特許文献1に記載されているように、製造されたナノファイバをベルトコンベアなどに堆積させればよい。
ところが前述したように、ナノファイバは静電爆発により製造されているため、製造されたナノファイバは正または負のいずれか一方に帯電している。従って、このような帯電しているナノファイバを堆積させていくと、ナノファイバが堆積している部分では電荷が蓄積し、ナノファイバが帯電している極性と同極性で高電位となる。 However, as described above, since the nanofiber is manufactured by electrostatic explosion, the manufactured nanofiber is charged either positively or negatively. Therefore, when such charged nanofibers are deposited, electric charges accumulate in the portion where the nanofibers are deposited, and a high potential is obtained with the same polarity as the nanofibers are charged.
上記のような状態になると、堆積しているナノファイバと堆積しようと飛来してくるナノファイバとがクーロン力により反発し、ある一定の厚さ以上ナノファイバを堆積させて回収することが困難となる。 In such a state, the deposited nanofibers and the nanofibers coming to be deposited repel each other due to the Coulomb force, and it is difficult to deposit and collect the nanofibers more than a certain thickness. Become.
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、ナノファイバを厚く堆積させた状態で回収することのできるナノファイバ製造装置、ナノファイバ製造方法の提供を目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at provision of the nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method which can collect | recover in the state which deposited nanofiber thickly.
上記課題を解決するために、本願発明にかかるナノファイバ製造装置は、ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射手段と、前記原料液を帯電させる原料液帯電手段と、前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引手段と、前記誘引手段により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積させる堆積部材と、前記堆積部材に堆積したナノファイバの表面電位を測定する表面電位測定手段と、前記表面電位測定手段の測定結果に基づき堆積するナノファイバの帯電極性を前記表面電位とは逆の極性に変更する極性変更手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention comprises a raw material liquid injection means for injecting a raw material liquid as a raw material for nanofibers into a space, a raw material liquid charging means for charging the raw material liquid, An attracting means for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place, a deposition member for receiving and depositing nanofibers attracted by the attraction means, and deposited on the deposition member Surface potential measuring means for measuring the surface potential of the nanofiber, and polarity changing means for changing the charging polarity of the nanofiber deposited based on the measurement result of the surface potential measuring means to a polarity opposite to the surface potential. It is characterized by.
これによれば、ナノファイバが堆積するにつれて高まる表面電位をモニタリングし、最適なタイミングでナノファイバの帯電極性を変更することができるため、ナノファイバを厚く堆積させる効率を高めることが可能となる。 According to this, since the surface potential that increases as nanofibers are deposited can be monitored and the charging polarity of the nanofibers can be changed at an optimal timing, it is possible to increase the efficiency of depositing the nanofibers thickly.
さらに、ナノファイバを搬送する気体流を発生させる送風手段と、搬送されるナノファイバを所定の場所に案内する案内手段とを備えることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to include a blowing unit that generates a gas flow for transporting the nanofibers and a guide unit for guiding the transported nanofibers to a predetermined place.
これによれば、気体流により多量のナノファイバを所定の場所に搬送することができるため、ナノファイバの帯電極性の変更とを組み合わせることにより、ナノファイバを厚く堆積させることを短時間で実現することが可能となる。さらに、気体流に搬送されるナノファイバをさらに帯電させる追加帯電手段を備えることが好ましい。 According to this, since a large amount of nanofibers can be transported to a predetermined place by a gas flow, the nanofiber can be deposited thickly in a short time by combining with the change of the charging polarity of the nanofiber. It becomes possible. Furthermore, it is preferable to provide additional charging means for further charging the nanofibers conveyed in the gas flow.
これによれば、ナノファイバに対し任意に電荷を付与することが可能となるため、気体流により長期に搬送され、電荷量が減少したナノファイバにも再度電荷を付与し、電界によりナノファイバが誘引される状態を創出することが可能となる。 According to this, since it becomes possible to arbitrarily charge the nanofiber, the nanofiber which has been transported for a long time by the gas flow and has a reduced charge amount is recharged, and the nanofiber is It is possible to create an attracted state.
また前記誘引手段は、所定の電位が印加されて発生する電界でナノファイバを誘引する誘引電極と、前記誘引電極に所定の電位を印加する誘引電源と、前記表面電位測定手段の測定結果に基づき、堆積するナノファイバの帯電極性とは逆の極性に前記誘引電極がなるように、前記誘引電源の設定を変更する誘引極性変更手段とを備えてもよい。 The attraction means is based on an attraction electrode for attracting the nanofiber by an electric field generated by applying a predetermined potential, an attraction power source for applying a predetermined potential to the attraction electrode, and a measurement result of the surface potential measurement means. In addition, there may be provided attraction polarity changing means for changing the setting of the attraction power source so that the attraction electrode has a polarity opposite to the charged polarity of the nanofiber to be deposited.
これによれば、帯電しているナノファイバを積極的に発生させた電界で誘引することができる。さらに、ナノファイバの帯電極性が変更される際に、誘引電極に印加する電位の極性も変更することができるため、ナノファイバが厚く堆積した後においても、飛来するナノファイバを誘引することが可能となる。 According to this, the charged nanofiber can be attracted by the electric field that is generated positively. Furthermore, since the polarity of the potential applied to the attracting electrode can be changed when the charging polarity of the nanofiber is changed, it is possible to attract the flying nanofiber even after the nanofiber is deposited thick. It becomes.
一方、上記課題を解決するために、本願発明にかかるナノファイバ製造方法は、ナノファイバの原料となる原料液を空間中に噴射する原料液噴射工程と、前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引工程と、前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と、前記堆積部材に堆積したナノファイバの表面電位を測定する表面電位測定工程と、前記表面電位測定工程の測定結果に基づき堆積するナノファイバの帯電極性を前記表面電位とは逆の極性に変更する極性変更工程とを含むことを特徴とする。 On the other hand, in order to solve the above problems, a nanofiber manufacturing method according to the present invention includes a raw material liquid injection step of injecting a raw material liquid as a raw material of nanofibers into a space, and a raw material liquid charging step of charging the raw material liquid And an attracting step for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place, a deposition step for receiving nanofibers attracted by the attracting step and depositing them on a deposition member, A surface potential measurement step for measuring the surface potential of the nanofiber deposited on the deposition member, and a polarity change for changing the charging polarity of the nanofiber deposited based on the measurement result of the surface potential measurement step to a polarity opposite to the surface potential And a process.
当該方法を採用することによる作用効果は、上記ナノファイバ製造装置が奏する作用効果と同様である。 The operational effects of adopting the method are the same as the operational effects of the nanofiber manufacturing apparatus.
また、前記誘引工程は、誘引電極に電位を印加することにより発生する電界でナノファイバを誘引し、さらに、前記極性変更工程終了後、堆積するナノファイバの帯電極性とは逆の極性に前記誘引電極を所定の時間をおいて変更する誘引極性変更工程を含むことが好ましい。 The attracting step attracts the nanofiber by an electric field generated by applying a potential to the attracting electrode, and further, after the polarity changing step, the attracting polarity is opposite to the charged polarity of the nanofiber to be deposited. It is preferable to include an attracting polarity changing step of changing the electrode at a predetermined time.
これによれば、ナノファイバの帯電極性を変更した直後であって、空間中に残存している変更前のナノファイバを有効に誘引することが可能となる。 According to this, it is possible to effectively attract the nanofiber before the change remaining in the space immediately after changing the charging polarity of the nanofiber.
本願発明によれば、堆積部材の上に堆積されるナノファイバの電位状態を取得し、適当なところで製造するナノファイバの帯電極性を切り替えることができるため、ナノファイバを厚く堆積させた状態で回収することが可能となる。 According to the present invention, the potential state of the nanofiber deposited on the deposition member can be acquired, and the charging polarity of the nanofiber to be manufactured can be switched at an appropriate place, so that the nanofiber is collected in a thickly deposited state. It becomes possible to do.
次に、本願発明にかかるナノファイバ製造装置の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Next, an embodiment of a nanofiber manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本願発明の実施の形態であるナノファイバ製造装置を模式的に示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a nanofiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
同図に示すように、ナノファイバ製造装置100は、原料液噴射手段201と、原料液帯電手段202と、誘引手段110と、堆積部材101と、表面電位測定手段114と、帯電極性変更手段115と、誘引極性変更手段116と、送風手段203と、案内手段206と、追加帯電手段207とを備えている。
As shown in the figure, the
また、原料液噴射手段201と、原料液帯電手段202と、風洞体209、送風手段203とは放出手段200を構成している。放出手段200は、ユニット化されており案内手段206に対し着脱可能となっている。
Further, the raw material liquid injection means 201, the raw material liquid charging means 202, the
ここで、ナノファイバを製造するための原料液については原料液300と記し、製造されたナノファイバについてはナノファイバ301と記すが、製造に際しては原料液300が静電爆発しながらナノファイバ301に変化していくため、原料液300とナノファイバ301との境界は曖昧であり、明確に区別できるものではない。
Here, the raw material liquid for manufacturing the nanofiber is referred to as a
図2は、放出手段を示す断面図である。
図3は、放出手段を示す斜視図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the discharging means.
FIG. 3 is a perspective view showing the discharging means.
原料液噴射手段201は、原料液300を空間中に噴射する装置であり、本実施の形態では、原料液300を遠心力により放射状に噴射する装置が原料液噴射手段201として採用されている。これらの図に示すように、原料液噴射手段201は、噴射容器211と、回転軸体212と、モータ213とを備えている。
The raw material liquid injection means 201 is an apparatus that injects the
噴射容器211は、原料液300を内方に注入されながら自身の回転による遠心力により空間中に原料液300を噴射することのできる容器であり、一端が閉塞された円筒形状となされ、周壁には噴射口216を多数備えている。噴射容器211は、貯留する原料液300に電荷を付与するため、導電体で形成されており、原料液帯電手段202の構成要素としても機能している。噴射容器211は支持体(図示せず)に設けられるベアリング(図示せず)により回転可能に支持されており、高速で回転してもぶれないものとなされている。
The
具体的には、噴射容器211の直径は、10mm以上300mm以下の範囲から採用されることが好適である。あまり大きすぎると気体流により原料液300やナノファイバ301を集中させることが困難になることや噴射容器を回転される為に安定して回転させるには噴射容器を支持する構造が強固にさせる必要があるからである。一方、小さすぎると遠心力により原料液300を噴射させるための回転を高めなければならず、モータの負荷や振動など問題が発生するためである。さらに噴射容器211の直径は、20mm以上、100mm以下の範囲から採用することが好ましい。また、噴射口216の形状は円形が好ましく、その直径は、0.01mm以上2mm以下の範囲から採用することが好適である。しかしながら、噴射口216の形状は円形に限定することなく、多角形状や星形状等であってもよい。
Specifically, it is preferable that the diameter of the
なお、噴射容器211の形状は、円筒形状に限定するものではなく、側面が多角形状の多角柱形状のようなものや円錐形状のようなものでもよい。噴射口216が回転することにより、噴射口216から原料液300が遠心力で、流出するようにできればよい。
Note that the shape of the
回転軸体212は、噴射容器211を回転させ遠心力により原料液300を噴射させるための駆動力を伝達するための軸体であり、噴射容器211の他端から噴射容器211の内部に挿通され、噴射容器211の閉塞部と一端部が接合される棒状体である。また、他端はモータ213の回転軸と接合されている。回転軸体212は、噴射容器211と後述のモータ213とが導通しないように絶縁体の部分である絶縁体部(図示せず)を備えている。
The
モータ213は、遠心力により原料液300を噴射口216から噴射させるために、回転軸体212を介して噴射容器211に回転駆動力を付与する装置である。なお、噴射容器211の回転数は、噴射口216の口径や使用する原料液300の粘度や原料液内の高分子物質の種類などとの関係により、数rpm以上、10000rpm以下の範囲から採用することが好ましく、本実施の形態のようにモータ213と噴射容器211とが直動の時はモータ213の回転数は、噴射容器211の回転数と一致する。
The
原料液帯電手段202は、原料液300に電荷を付与して帯電させる装置である。本実施の形態の場合、原料液帯電手段202は、誘導電荷を発生させ当該電荷を原料液300に付与する装置であり、誘導電極221と、誘導電源222と、接地手段223とを備えている。また、噴射容器211も原料液帯電手段202の一部として機能している。
The raw material
誘導電極221は、自身がアースに対し高い電圧となることで、近傍に配置され接地されている噴射容器211に電荷を誘導するための部材であり、噴射容器211の先端部分を取り囲むように配置される円環状の部材である。また、誘導電極221は、送風手段203からの気体流を案内手段206に案内する風洞体209としても機能している。
The
従って、誘導電極221を正の電位とした場合、噴射容器211には負の電荷が誘導され、原料液300には負の電荷が付与されることになる。逆に、誘導電極221を負の電位とした場合、噴射容器211には正の電荷が誘導され、原料液300には正の電荷が付与されることになる。
Therefore, when the
誘導電極221の大きさは、噴射容器211の直径よりも大きい必要があるが、その直径は、200mm以上、800mm以下の範囲から採用されることが好適である。なお、誘導電極221の形状は、円環状に限ったものではなく、多角形状を有する多角形環状の部材であってもよい。なお、誘導電極221は、噴射容器211から所定の距離を有して噴射容器211を囲むように配置されていればよく、噴射容器211を囲むような環状の金属線のようなものでもよい。
The size of the
誘導電源222は、誘導電極221に高電圧を印加することのできる電源である。なお、誘導電源222は、直流電源であり、帯電極性変更手段115からの命令に基づき、誘導電極221に印加する電圧(接地電位を基準とする)や、その極性を設定することができる装置である。
The
誘導電源222が誘導電極221に印加する電圧は、10KV以上、200KV以下の範囲の値から設定されるのが好適である。特に、噴射容器211と誘導電極との間の電界強度が重要であり、1KV/cm以上の電界強度になるように印加電圧や誘導電極221の配置を行うことが好ましい。
The voltage applied by the
接地手段223は、噴射容器211と電気的に接続され、噴射容器211を接地電位に維持することができる部材である。接地手段223の一端は、噴射容器211が回転状態であっても電気的な接続状態を維持することができるようにブラシとして機能するものであり、他端は大地と接続されている。
The grounding means 223 is a member that is electrically connected to the
本実施の形態のように原料液帯電手段202に誘導方式を採用すれば、噴射容器211を接地電位に維持したまま原料液300に電荷を付与することができる。噴射容器211が接地電位の状態であれば、噴射容器211に接続される回転軸体212やモータ213などの部材は、噴射容器211との間で高電圧に対する対策をする必要が無くなり、原料液噴射手段201として簡単な構造を採用しうることになり好ましい。
If the induction method is adopted for the raw material liquid charging means 202 as in the present embodiment, it is possible to apply a charge to the
なお、原料液帯電手段202として、噴射容器211に直接電源を接続し、噴射容器211を高電圧に維持し、誘導電極221を接地することで原料液300に電荷を付与してもよい。また、噴射容器211を絶縁体で形成すると共に、噴射容器211に貯留される原料液300に直接接触する電極を噴射容器211内部に配置し、当該電極を用いて原料液300に電荷を付与するものでもよい。
As the raw material liquid charging means 202, a charge may be applied to the
送風手段203は、噴射容器211から噴射される原料液300の飛行方向を案内手段206で案内される方向に変更するための気体流を発生させる装置である。送風手段203は、モータ213の背部に備えられ、モータ213から噴射容器211の先端に向かう気体流を発生させる。送風手段203は、噴射容器211から径方向に噴射される原料液300が誘導電極221に到達するまでに前記原料液300を軸方向に変更することができる風力を発生させることができるものとなっている。図2において、気体流は矢印で示している。本実施の形態の場合、送風手段203として、放出手段200の周囲にある雰囲気を強制的に送風する軸流ファンを備える送風機が採用されている。
The
なお、送風手段203は、シロッコファンなど他の送風機により構成してもかまわない。また、高圧ガスを導入することにより噴射された原料液300の方向を変更するものでもかまわない。また、吸引手段102や第二送風手段232などにより案内手段206内方に気体流を発生させるものでもかまわない。この場合、送風手段203は積極的に気体流を発生させる装置を有しないこととなるが、本願発明の場合、案内手段206の内方に気体流が発生していることをもって送風手段203が存在しているものとする。また、送風手段203を有しない状態で、吸引手段102により吸引することで、案内手段206の内方に気体流を発生させるようにすることも送風手段が存在しているものとする。また、送風手段203を有しない状態で、吸引手段102により吸引することで、案内手段206の内方に気体流を発生させるようにすることも送風手段が存在しているものとする。
In addition, you may comprise the ventilation means 203 by other air blowers, such as a sirocco fan. Moreover, the direction of the injected
風洞体209は、送風手段203で発生した気体流を噴射容器211の近傍に案内する導管である。風洞体209により案内された気体流が噴射容器211から噴射された原料液300と交差し、原料液300の飛行方向を変更する。
The
さらにまた、放出手段200は、気体流制御手段204と、加熱手段205とを備えている。
Furthermore, the
気体流制御手段204は、送風手段203により発生する気体流が噴射口216に当たらないよう気体流を制御する機能を有するものであり、本実施の形態の場合、気体流制御手段204として、気体流を所定の領域に流れるように案内する風路体が採用されている。気体流制御手段204により、気体流が直接噴射口216に当たらないため、噴射口216から噴射される原料液300が早期に蒸発して噴射口216を塞ぐことを可及的に防止し、原料液300を安定させて噴射させ続けることが可能となる。なお、気体流制御手段204は、噴射口216の風上に配置され気体流が噴射口216近傍に到達するのを防止する壁状の防風壁でもかまわない。
The gas flow control means 204 has a function of controlling the gas flow so that the gas flow generated by the blowing means 203 does not hit the
加熱手段205は、送風手段203が発生させる気体流を構成する気体を加熱する加熱源である。本実施の形態の場合、加熱手段205は、案内手段206の内方に配置される円環状のヒータであり、加熱手段205を通過する気体を加熱することができるものとなっている。加熱手段205により気体流を加熱することにより、空間中に噴射される原料液300は、蒸発が促進され効率よくナノファイバを製造することが可能となる。
The
再び、図1を参照しつつ説明する。
誘引手段110は、原料液300が静電爆発することにより製造されるナノファイバ301を所定の場所に誘引する装置である。図1に示す誘引手段110は、電界を用いてナノファイバを誘引する装置であり、誘引電極112と、誘引電源113とを備えている。
Again, a description will be given with reference to FIG.
The attracting means 110 is a device that attracts the
誘引電極112は、誘引電源113によりアースに対し所定の電位に維持される導体の部材である。誘引電極112に電位が印加されると、空間中に電界が発生する。誘引電極112は、矩形の板状の部材であり、放電防止のため突起部分がなく、また、角は全て丸められている。
The attracting
誘引電源113は、誘引電極112をアースに対し所定の電位に維持することができる直流電源である。また、誘引電源113は、誘引極性変更手段116からの信号に基づき誘引電極112に印加する電位の正負(接地電位を含む)を変更することが可能である。
The
なお、誘引手段110は、電界を用いて誘引する装置ばかりでなく、気体流を用いて誘引する装置、例えば真空吸引装置などでもかまわない。 The attracting means 110 may be not only a device that attracts using an electric field, but also a device that attracts using a gas flow, such as a vacuum suction device.
堆積部材101は、静電爆発により製造され飛来するナノファイバ301が堆積される対象となる部材である。堆積部材101は、堆積したナノファイバ301と容易に分離可能な材質で構成された薄く柔軟性のある長尺のシート状の部材である。具体的には、堆積部材101として、アラミド繊維からなる長尺の布を例示することができる。さらに、堆積部材101の表面にテフロン(登録商標)コートを行うと、堆積したナノファイバ301を堆積部材101から剥ぎ取る際の剥離性が向上するため好ましい。また、堆積部材101は、ロール状に巻き付けられた状態で供給ロール111から供給されるものとなっている。
The
移送手段104は、長尺の堆積部材101を巻き取りながら供給ロール111から引き出し、堆積するナノファイバ301と共に堆積部材101を搬送する装置である。移送手段104は、不織布状に堆積しているナノファイバ301を堆積部材101とともに巻き取ることができるものとなっている。
The transfer means 104 is a device that pulls out the
表面電位測定手段114は、堆積部材101に堆積したナノファイバ301の表面電位を測定する装置であり、帯電極性変更手段115や誘引極性変更手段116に測定結果を送信する装置である。表面電位測定手段114は、いわゆる静電気の状態(電位)を極性も含めて非接触で測定することのできる装置であり、電位を測定することによってナノファイバ301の表面電位に極力影響が及ばないものとなっている。
The surface
案内手段206は、製造されたナノファイバ301を堆積部材101の表面に案内する風洞を形成する導管である。案内手段206の端部は、放出手段200の端部に接続され、放出手段200から放出されるナノファイバ301と気体流との全てを案内することのできる管状の部材である。本実施の形態の場合、後述の圧縮手段230や拡散手段240もナノファイバ301を案内するという意味においては案内手段206に含まれる。
The guide means 206 is a conduit that forms a wind tunnel that guides the manufactured
圧縮手段230は、気体流により搬送されるナノファイバ301が存在する空間(案内手段206の内方部分)を圧縮し、ナノファイバ301が空間中に存在する密度を上昇させる機能を備える装置であり、第二送風手段232と、圧縮導管234とを備えている。
The
圧縮導管234は、案内手段206内方を搬送されるナノファイバ301が存在する空間を徐々に狭くしていく筒状の部材であり、第二送風手段232で発生する気体流を圧縮導管234内方に導入することが可能な気体流導入口233を周壁に備えている。圧縮導管234の案内手段206と接続される部分は、案内手段206の導出側端部の面積に対応する面積で構成されており、圧縮導管234の導出側端部は、前記導出側端部の面積より小さくなっている。従って、圧縮導管234は、全体として漏斗形状となっており、圧縮導管234に導入されたナノファイバ301を気体流と共に圧縮できる形状となっている。
The
また、圧縮手段230の上流側(導入側)の端部形状は、案内手段206の端部形状と合致する円環状である。一方、圧縮手段230の下流側(吐出側)の端部形状は、矩形である。また、圧縮手段230の下流側(吐出側)の端部形状は、堆積部材101の幅方向(同図紙面と垂直方向)全体に渡って延び、堆積部材101の移動方向に対応する長さは、前記幅方向に対して狭い。圧縮手段230は、環状の上流端から矩形状の下流端に向かって徐々に形状が変化するものとなっている。
In addition, the end shape on the upstream side (introduction side) of the
第二送風手段232は、高圧ガスを圧縮導管234内部に導入することで気体流を発生させる装置である。本実施の形態では、第二送風手段232は、高圧ガスを貯留しうるタンク(ボンベ)と、タンク内の高圧ガスの圧力を調節するバルブ235を有するガス導出手段を備える装置が採用されている。
The second blowing means 232 is a device that generates a gas flow by introducing high-pressure gas into the
拡散手段240は、圧縮手段230に接続され、一端圧縮されて高密度状態となったナノファイバ301を広く拡散させ分散させる導管であり、圧縮手段230で加速したナノファイバ301の速度を減速させるフード状の部材である。拡散手段240は、気体流が導入される上流端側の矩形の開口部と、気体流を放出する下流端側の矩形の開口部とを備え、下流端側の開口部の開口面積は、上流端側の開口部の開口面積よりも大きい設定となっている。拡散手段240は、上流端側の開口部から下流端側の開口部に向けて徐々に面積が大きくなるような形状が採用されている。下流端側の開口部は、堆積部材101の幅によりも大きな幅を備え、後述の誘引電極112よりも長さが長い形状となっている。
The diffusing
拡散手段240の小面積の導入端側から大面積の導出端側に向かって気体流が流れると、高密度状態のナノファイバ301が一気に低密度状態となって分散すると共に、気体流の流速は拡散手段240の断面積に比例して落ちていく。従って、気体流に乗って搬送されるナノファイバ301も、気体流と共に速度が減速される。この際、ナノファイバ301は、拡散手段240の断面積の拡大に従い徐々に均等に拡散していく。従って、ナノファイバ301を堆積部材101上に均等に堆積させることが可能となる。また、気体流によってナノファイバ301が搬送されない状態、つまり、気体流とナノファイバ301とが分離された状態となるため、帯電しているナノファイバ301は、気体流に影響されることなく逆極性の状態にある誘引電極112に誘引される。
When the gas flow flows from the small area introduction end side of the diffusing means 240 toward the large area lead-out end side, the
追加帯電手段207は、帯電しているナノファイバ301の帯電を増強したり、中和されて中性となっているナノファイバ301を帯電させる機能を備える装置である。本実施の形態の場合、追加帯電手段207は、圧縮手段230の内壁に取り付けらている。追加帯電手段207としては、帯電しているナノファイバ301の極性と同極性を備えるイオンや粒子を空間中に放出することができる装置を挙示することができる。具体的には、コロナ放電方式や電圧印加方式、交流方式、定常直流方式、パルス直流方式、自己放電式、軟X線方式、紫外線式、放射線方式など任意の方式からなる追加帯電手段207が例示できる。
The additional charging means 207 is a device having a function of enhancing the charging of the charged
拡散手段240と誘引電極112との隙間には吸引手段102が配置されている。吸引手段102は、ナノファイバ301と分離状態となり当該隙間から流出する気体流を原料液300から蒸発した溶媒と共に、強制的に吸引する装置である。本実施の形態では、吸引手段102として、シロッコファンや軸流ファンなどの送風機が採用されている。また、吸引手段102は、原料液300から蒸発した溶媒が混ざったほとんどの気体流を吸引し、吸引手段102に接続される溶剤回収装置106まで前記気体流を搬送することができるものとなっている。
The suction means 102 is disposed in the gap between the diffusing means 240 and the attracting
さらに、ナノファイバ製造装置100は、制御装置として、帯電極性変更手段115と、誘引極性変更手段116とを備えている。
Furthermore, the
帯電極性変更手段115は、表面電位測定手段114の測定結果が含まれる情報を取得し、当該情報から堆積部材101に堆積しているナノファイバ301の表面電位と極性を取得する装置である。そして、表面電位が所定の閾値を越えた場合、堆積部材101に向かって飛来するナノファイバ301の帯電極性を取得した極性とは逆の極性に変更することのできる装置である。本実施の形態の場合、ナノファイバ301の帯電極性を変更するために、原料液300に付与する電荷の極性を変更するように誘導電源222を制御するものである。
The charging
誘引極性変更手段116は、表面電位測定手段114の測定結果が含まれる情報を取得し、当該情報から堆積部材101に堆積しているナノファイバ301の表面電位と極性を取得する装置である。そして、表面電位が所定の閾値を越えた場合、この情報に基づき堆積部材101に向かって飛来するナノファイバ301の帯電極性とは逆の極性に誘引電源113を変更することのできる装置である。
The attraction
次に、上記構成のナノファイバ製造装置100を用いたナノファイバ301の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、送風手段203と第二送風手段232とにより、案内手段206や風洞体209の内部に気体流を発生させる。一方、吸引手段102により、案内手段206内に発生する気体流を吸引する。
First, a gas flow is generated inside the
次に、原料液噴射手段201の噴射容器211に原料液300を供給する。原料液300は、別途タンク(図示せず)に蓄えられており、供給路217(図2参照)を通過して噴射容器211の他端部から噴射容器211内部に供給される。
Next, the
次に、誘導電源222により噴射容器211に貯留される原料液300に電荷を供給しつつ(原料液帯電工程)、噴射容器211をモータ213により回転させて、遠心力により噴射口216から帯電した原料液300を噴射する(原料液噴射工程)。
Next, while supplying electric charge to the
ここで、誘導電源222により誘導電極221は、負の電位になるように電位が印加されているとする。この場合、噴射容器211は、正の誘導電荷が接地手段223を介して誘導される。従って原料液300に供給される電荷は正の電荷である。
Here, it is assumed that a potential is applied to the
噴射容器211の径方向放射状に噴射された原料液300は、気体流により飛行方向が変更され、気体流に乗り風洞体209により案内される。原料液300は静電爆発によりナノファイバ301を製造しつつ(ナノファイバ製造工程)放出手段200から放出される。また、前記気体流は、加熱手段205により加熱されており、原料液300の飛行を案内しつつ、原料液300に熱を与えて溶媒の蒸発を促進している。以上のようにして放出手段200から放出されるナノファイバ301は、案内手段206の内方を気体流によって搬送される(搬送工程)。
The
次に圧縮手段230内方を通過するナノファイバ301は、高圧ガスの噴流により加速されつつ、圧縮手段230の内方が狭くなるにつれて徐々に圧縮され高密度状態となって拡散手段240に到達する(圧縮工程)。
Next, the
ここで、これまで気体流により搬送されたナノファイバ301は、帯電が弱まっている可能性があるため、追加帯電手段207により、ナノファイバ301を同極性で強制的に帯電させる(追加帯電工程)。
Here, since there is a possibility that the
拡散手段240にまで搬送されたナノファイバ301は、ここで急速に速度が低下すると共に、均一に分散状態となる(拡散工程)。
The
この状態において、拡散手段240の開口部に配置されている誘引電極112は、ナノファイバ301の帯電極性とは逆極性(ここでは「負」)に帯電しているため、ナノファイバ301を引きつける(誘引工程)。ナノファイバ301と誘引電極112との間には堆積部材101が存在しているため、誘引電極112に引きつけられるナノファイバ301は、堆積部材101上に堆積していく(堆積工程)(図5(a)参照)。
In this state, the attracting
ある程度、堆積部材101の上にナノファイバが堆積すると、正の電荷が堆積部材101の上に徐々に蓄積していくこととなる。この電荷による表面電位の変化は、逐一、表面電位測定手段114により測定されている(表面電位測定工程)。
When nanofibers are deposited on the
そして、図4(a)<1>に示すように、表面電位が閾値Vaを越えると、図4(b)<1>に示すように、帯電極性変更手段115が誘導電源222を制御して、誘導電極221に印加する電位を負のV1から正のV2へと変更する(極性変更工程)。
Then, as shown in FIG. 4A <1>, when the surface potential exceeds the threshold Va, the charging polarity changing means 115 controls the
一方、前記極性変更と同じタイミング、または、タイミングを若干遅らせて、図4(c)<1>に示すように、誘引極性変更手段116が誘引電源113を制御して、誘引電極112に印加する電位を負のV3から正のV4へと変更する(極性変更工程)(図5(a)参照)。
On the other hand, at the same timing as the polarity change or slightly delayed, the attracting polarity changing means 116 controls the attracting
以上のようにすることで、堆積したナノファイバ301の帯電極性と、飛来するナノファイバ301の帯電極性が逆になるので、ナノファイバ301同士も誘引し合いさらにナノファイバ301が堆積していく。
By doing so, the charged polarity of the deposited
今度は、帯電極性が負のナノファイバが降り積もるので、図5(b)に示すように、表面電位は0となる。そして、図5(c)に示すように、堆積したナノファイバ301の表面電位は負となっていく。
This time, since nanofibers with negative charging polarity are piled up, the surface potential becomes 0 as shown in FIG. And as shown in FIG.5 (c), the surface potential of the deposited
そして、表面電位が負の閾値である−Vbを越えると、図4の<2>に示すように、誘導電極221と誘引電極112との極性が反転する。
When the surface potential exceeds a negative threshold value −Vb, the polarities of the
以上のサイクルを繰り返すことで、堆積しているナノファイバ301の表面電位から受ける影響を低く抑えつつ厚みの厚い状態で堆積部材101の上に堆積させることが可能となる。
By repeating the above cycle, it is possible to deposit on the
(実施例)
上記構成の下、帯電極性を変更しない場合(従来)と、帯電極性を変更する場合とでナノファイバ301の堆積状況に違いがあるかを確認した。
(Example)
Under the above configuration, it was confirmed whether there is a difference in the deposition state of the
具体的に、ナノファイバ製造装置100としては、噴射容器211としては、直径が80mmの円筒容器とした。噴射口216は、直径が0.3mmとした。また、噴射口216は、噴射容器211の周囲に108個開けた。原料液300を流出させる際の噴射容器211の回転数は、1500rpmとした。誘引電源113の電圧は、切替可能であるが、20KVに設定した。
Specifically, in the
また、原料液300としては、高分子樹脂としてポリビニルアルコールと溶媒としての水を、溶媒90vol%で混合して生成したものを準備した。
Moreover, as the
以上の構成、条件の下、表面電位が所定の電圧(設定値は、20KVで設定)になった時点で帯電極性を変更するものとした。この際、誘導電源222が誘導電極221に印加した電圧は60KVと、−60KVであった。
Under the above configuration and conditions, the charging polarity was changed when the surface potential reached a predetermined voltage (the set value was set at 20 KV). At this time, voltages applied to the
以上の結果、ナノファイバが先に堆積したナノファイバに影響されることなく安定して堆積することが確認できた。 As a result, it was confirmed that the nanofiber was stably deposited without being affected by the nanofiber deposited earlier.
一方、比較例として、誘導電源222が誘導電極221に印加する電圧を60KVで固定した。
On the other hand, as a comparative example, the voltage applied to the
この場合、堆積部材101上にナノファイバ301を安定して堆積できた厚みは、約20μmであった。20μm以上堆積させようとすると、ナノファイバが分散してそれ以上堆積させるのは困難となった。なお、堆積が20μmの段階における堆積したナノファイバの表面電位は、約40KVであった。
In this case, the thickness at which the
(実施の形態2)
次に、本願発明にかかる他の実施の形態を説明する。
(Embodiment 2)
Next, another embodiment according to the present invention will be described.
図6は、本願発明の実施の形態であるナノファイバ製造装置を模式的に示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a nanofiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
同図に示すナノファイバ製造装置100は、上記実施の形態1で示したナノファイバ製造装置100とほぼ同様である。上記実施の形態1との相違点は、放出手段200が二つある点と、案内手段206が二股に分かれている点と、誘引手段110である。従って、本実施の形態2では相違点のみ説明する。
The
ナノファイバ製造装置100は、放出手段200として、第一放出手段200aと第二放出手段200bを備えている。第一放出手段200aと第二放出手段200bとは、上記実施の形態1における放出手段200と同じ構成であるが。第一放出手段200aは、原料液300を正のみに帯電させるものであり、第二放出手段200bは、原料液300を負のみに帯電させるものである。
The
案内手段206は、前記第一放出手段200aと第二放出手段200bとの両方に接続でき、それぞれで製造されたナノファイバ301を同じ流路に案内するためのものである。従って、本実施の形態における案内手段206は、Y字形状となっている。
The guiding means 206 can be connected to both the first emitting means 200a and the second emitting means 200b, and guides the
誘引手段110は、本実施の形態の場合、気体流を真空吸引することにより気体流と共にナノファイバ301を堆積部材101の上に誘引するものである。また、誘引手段110は、堆積部材101と吸引手段102との間に領域規制手段103を備えている。
In the present embodiment, the attracting means 110 attracts the
領域規制手段103は、堆積部材101側に拡散手段240の導出側開口端と同じ形状、同じ面積の開口部を備え、吸引手段102に接続される側の開口部は、吸引手段102に対応する円形となっている。これにより、拡散手段240で拡散されたナノファイバ301全体を堆積部材101の上に誘引するものとなっている。
The
つぎに、本実施の形態におけるナノファイバ301の製造方法を説明する。
まず、第一放出手段200aでナノファイバ301を製造し、堆積部材101の上に堆積していく。ナノファイバ301が堆積していくにつれ、誘引手段110の誘引効果が薄れてくる。その反面、堆積したナノファイバ301と、飛来するナノファイバ301とが反発しあうこととなる。
Next, a method for manufacturing the
First, the
そして、表面電位が閾値Vaを越えると、帯電極性変更手段115が第一誘導電源222aを停止させると共に、第一放出手段200aを停止させる。一方、帯電極性変更手段115が第二誘導電源222bを稼動させると共に、第二放出手段200bを稼動させる(極性変更工程)。
When the surface potential exceeds the threshold value Va, the charging
後は、上記実施の形態1と同様の制御が行われ、ナノファイバ301が堆積部材101の上に堆積していく。
Thereafter, the same control as in the first embodiment is performed, and the
以上のようにすれば、上記実施の形態1と同様の効果に加えて、誘導電源222を正の高電圧から負の高電圧に大幅に変更する必要がなく、誘導電源222に与える負担を軽減することができる。
In this way, in addition to the same effects as in the first embodiment, it is not necessary to change the
しかも、第一放出手段200aと、第二放出手段200bとに、異なる種類の原料液300を供給することで、ナノファイバ301を多層構造で積層することも可能となる。
In addition, the
なお、圧縮導管234や拡散手段240を用いたが、本願発明においては、これらは必須の構成要素ではない。
Although the
また、誘引手段は、電界で誘引する場合と、気体流で誘引する場合を例示したが、これらを組み合わせて、電界で誘引しつつ気体流で誘引するものでもかまわない。 Moreover, although the case where it attracted by an electric field and the case where it attracted by a gas flow was illustrated as an attraction means, combining these, you may attract by a gas flow while attracting by an electric field.
また、ナノファイバ301を構成する高分子物質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−m−フェニレンテレフタレート、ポリ−p−フェニレンイソフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等を例示できる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。
In addition, examples of the polymer material constituting the
原料液300に使用される溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、メチル−n−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、o−クロロトルエン、p−クロロトルエン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、o−キシレン、p−キシレン、m−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ピリジン、水等を例示することができる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。
Solvents used for the
さらに、原料液300に骨材や可塑剤などの添加剤を添加してもよい。当該添加剤としては、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、珪化物、弗化物、硫化物等を挙げることができるが、耐熱性、加工性などの観点から酸化物を用いることが好ましい。当該酸化物としては、Al2O3、SiO2、TiO2、Li2O、Na2O、MgO、CaO、SrO、BaO、B2O3、P2O5、SnO2、ZrO2、K2O、Cs2O、ZnO、Sb2O3、As2O3、CeO2、V2O5、Cr2O3、MnO、Fe2O3、CoO、NiO、Y2O3、Lu2O3、Yb2O3、HfO2、Nb2O5等を例示することができる。また、上記より選ばれる一種でもよく、また、複数種類が混在してもかまわない。なお、上記は例示であり、本願発明は上記高分子物質に限定されるものではない。
Furthermore, an additive such as an aggregate or a plasticizer may be added to the
溶媒と高分子との混合比率は、前記ナノファイバを構成する高分子樹脂を1vol%以上、50vol%未満の範囲から選定し、これに対応して蒸発性溶媒である有機溶剤を50vol%以上、99vol%未満の範囲から選定することが望ましい。 The mixing ratio of the solvent and the polymer is selected from the range of 1 vol% or more and less than 50 vol% of the polymer resin constituting the nanofiber, and correspondingly, the organic solvent that is an evaporating solvent is 50 vol% or more, It is desirable to select from a range of less than 99 vol%.
上記のように、溶媒蒸気が気体流により滞留することなく処理されるため、原料液300は、上記のように溶媒を50vol%以上含んでいても十分に蒸発し、静電爆発を発生させることが可能となる。従って、溶質である高分子が薄い状態からナノファイバ301が製造されるため、より細いナノファイバ301をも製造することが可能となる。また、原料液300の調整可能範囲が広がるため、製造されるナノファイバ301の性能の範囲も広くすることが可能となる。
As described above, since the solvent vapor is processed without being retained by the gas flow, the
なお、実施の形態1においては、案内手段206から圧縮導管234や拡散手段240を通じて、誘引手段110に生成されたナノファイバ301が堆積されたが、圧縮導管234を取り除く、案内手段206から直接拡散手段240に接続してもよいし、また、案内手段206を徐々に拡大させて拡散手段240のような形状にして誘引手段110に接続してもよい。このような場合には、追加帯電手段207は、案内手段206の内方に配置すればよい。
In the first embodiment, the
なお、実施の形態2においても、同様な内容にしてもよい。
なお、本願発明の実施の形態においては、堆積したナノファイバの表面電位を表面電位測定手段により、計測し、誘導電源222や誘引電源113の極性を切り替えたが、実験により、所定の時間堆積部材101の上にナノファイバ301が堆積した場合に、堆積しにくくなることが分かっている場合には、設定した時間毎に前記誘導電源222と誘引電源113の極性を切り替えるようにしてもよい。
In the second embodiment, the same contents may be used.
In the embodiment of the present invention, the surface potential of the deposited nanofiber is measured by the surface potential measuring means, and the polarities of the
本願発明は、ナノファイバの製造に利用可能である。 The present invention can be used for the production of nanofibers.
100 製造装置
101 堆積部材
102 吸引手段
103 領域規制手段
104 移送手段
106 溶剤回収装置
110 誘引手段
111 ロール
112 誘引電極
113 誘引電源
114 表面電位測定手段
115 帯電極性変更手段
116 誘引極性変更手段
200 放出手段
200a 第一放出手段
200b 第二放出手段
201 原料液噴射手段
202 原料液帯電手段
203 送風手段
204 気体流制御手段
205 加熱手段
206 案内手段
207 追加帯電手段
209 風洞体
211 噴射容器
212 回転軸体
213 モータ
216 噴射口
217 供給路
221 誘導電極
222 誘導電源
222a 第一誘導電源
222b 第二誘導電源
223 接地手段
230 圧縮手段
232 第二送風手段
233 気体流導入口
234 圧縮導管
235 バルブ
240 拡散手段
300 原料液
301 ナノファイバ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記原料液を帯電させる原料液帯電手段と、
前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引手段と、
前記誘引手段により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積させる堆積部材と、
前記堆積部材に堆積したナノファイバの表面電位を測定する表面電位測定手段と、
前記表面電位測定手段の測定結果に基づき堆積するナノファイバの帯電極性を前記表面電位とは逆の極性に変更する極性変更手段と
を備えるナノファイバ製造装置。 A raw material liquid injection means for injecting a raw material liquid as a raw material of the nanofiber into the space;
Raw material liquid charging means for charging the raw material liquid;
An attracting means for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place;
A deposition member that receives and deposits the nanofibers attracted by the attraction means;
Surface potential measuring means for measuring the surface potential of the nanofiber deposited on the deposition member;
A nanofiber manufacturing apparatus comprising: a polarity changing unit that changes a charging polarity of a nanofiber deposited based on a measurement result of the surface potential measuring unit to a polarity opposite to the surface potential.
ナノファイバを搬送する気体流を発生させる送風手段と、
搬送されるナノファイバを所定の場所に案内する案内手段と
を備える請求項1に記載のナノファイバ製造装置。 further,
A blowing means for generating a gas flow for conveying the nanofibers;
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising guide means for guiding the transported nanofiber to a predetermined place.
気体流に搬送されるナノファイバをさらに帯電させる追加帯電手段を備える請求項2に記載のナノファイバ製造装置。 further,
The nanofiber manufacturing apparatus according to claim 2, further comprising additional charging means for further charging the nanofiber conveyed in the gas flow.
所定の電位が印加されて発生する電界でナノファイバを誘引する誘引電極と、
前記誘引電極に所定の電位を印加する誘引電源と、
前記表面電位測定手段の測定結果に基づき、堆積するナノファイバの帯電極性とは逆の極性に前記誘引電極がなるように、前記誘引電源の設定を変更する誘引極性変更手段と
を備える請求項1に記載のナノファイバ製造装置。 The attraction means is
An attracting electrode for attracting the nanofiber by an electric field generated by applying a predetermined potential;
An attraction power source for applying a predetermined potential to the attraction electrode;
2. An attraction polarity changing means for changing the setting of the attraction power source so that the attraction electrode has a polarity opposite to the charged polarity of the nanofiber to be deposited based on the measurement result of the surface potential measurement means. The nanofiber manufacturing apparatus described in 1.
前記原料液を帯電させる原料液帯電工程と、
前記原料液が静電爆発することにより製造されるナノファイバを所定の場所に誘引する誘引工程と、
前記誘引工程により誘引されるナノファイバを受け止めて堆積部材に堆積させる堆積工程と、
前記堆積部材に堆積したナノファイバの表面電位を測定する表面電位測定工程と、
前記表面電位測定工程の測定結果に基づき堆積するナノファイバの帯電極性を前記表面電位とは逆の極性に変更する極性変更工程と
を含むナノファイバ製造方法。 A raw material liquid injection step of injecting a raw material liquid as a raw material of the nanofiber into the space;
A raw material liquid charging step for charging the raw material liquid;
An attracting step for attracting nanofibers produced by electrostatic explosion of the raw material liquid to a predetermined place;
A deposition step of receiving the nanofibers attracted by the attraction step and depositing the nanofibers on the deposition member;
A surface potential measurement step for measuring the surface potential of the nanofiber deposited on the deposition member;
A nanofiber manufacturing method including a polarity changing step of changing a charging polarity of the nanofiber deposited based on a measurement result of the surface potential measuring step to a polarity opposite to the surface potential.
さらに、
前記極性変更工程終了後、堆積するナノファイバの帯電極性とは逆の極性に前記誘引電極を所定の時間をおいて変更する誘引極性変更工程
を含む請求項5に記載のナノファイバ製造方法。 The attracting step attracts the nanofiber with an electric field generated by applying a potential to the attracting electrode,
further,
6. The nanofiber manufacturing method according to claim 5, further comprising an attracting polarity changing step of changing the attracting electrode to a polarity opposite to a charging polarity of the deposited nanofiber after a predetermined time after the polarity changing step.
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